JP6318790B2 - Rubber composition for tire tread - Google Patents

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Description

本発明は、氷上性能およびウェット性能に優れた、スタッドレスタイヤに用いるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。   The present invention relates to a rubber composition for a tire tread used for a studless tire, which is excellent in performance on ice and wet performance.

スタッドレスタイヤのトレッド部を形成するゴム組成物には、氷上性能およびウェット性能を高いレベルで両立させることが求められている。氷上性能を向上するためには低温状態での柔軟性を確保することが必要であり、このためベースゴムのガラス転移温度(Tg)を低く設計することが多い。しかし、ベースゴムのTgを低くすると0℃のtanδが小さくなりウェット性能を確保することが難しくなる。   The rubber composition forming the tread portion of the studless tire is required to achieve both on-ice performance and wet performance at a high level. In order to improve the performance on ice, it is necessary to ensure flexibility in a low temperature state. Therefore, the glass transition temperature (Tg) of the base rubber is often designed to be low. However, when the Tg of the base rubber is lowered, the tan δ at 0 ° C. becomes small, and it becomes difficult to ensure wet performance.

ウェット性能を高くするには、例えば、芳香族変性テルペン樹脂のように軟化点が高い樹脂を配合することにより、転がり抵抗(60℃のtanδ)を悪化させることなく、ウェット性能(0℃のtanδ)を向上させることが知られている。しかし、上記の通りスタッドレスタイヤのトレッド用ゴム組成物に、軟化点が高い樹脂を配合すると、低温下でのゴム硬度が高くなってしまい、ゴムのしなやかさや凝着力が損なわれ、氷上性能が低下してしまう。このため、氷上性能およびウェット性能は相反する特性が必要であり、両者を高いレベルで改良することは困難であった。   In order to increase the wet performance, for example, by blending a resin having a high softening point such as an aromatic modified terpene resin, the wet performance (tan δ at 0 ° C.) is not deteriorated without deteriorating the rolling resistance (tan δ at 60 ° C.). ) Is known to improve. However, if a resin with a high softening point is blended with the rubber composition for a tread of a studless tire as described above, the rubber hardness at low temperatures increases, and the flexibility and adhesion of the rubber are impaired, resulting in a decrease in performance on ice. Resulting in. For this reason, the on-ice performance and the wet performance need to have contradictory characteristics, and it has been difficult to improve both at a high level.

一方特許文献1は、氷上性能向上のために、ジエン系ゴムと相溶しない架橋性オリゴマーまたはポリマーと、平均粒子径が1〜200μmの三次元架橋した微粒子とを含有するゴム組成物が提案されている。しかし、ジエン系ゴムと非相溶の架橋性オリゴマー/ポリマーおよび三次元架橋の微粒子は、ウェット性能の向上に寄与するものではなく、架橋性オリゴマー/ポリマーのTg次第でウェット性能がむしろ悪化してしまう虞がある。   On the other hand, Patent Document 1 proposes a rubber composition containing a crosslinkable oligomer or polymer that is incompatible with a diene rubber and three-dimensionally crosslinked fine particles having an average particle diameter of 1 to 200 μm in order to improve performance on ice. ing. However, the crosslinkable oligomer / polymer and three-dimensionally crosslinked fine particles incompatible with the diene rubber do not contribute to the improvement of the wet performance, and the wet performance is rather deteriorated depending on the Tg of the crosslinkable oligomer / polymer. There is a risk of it.

したがって、スタットレスタイヤの氷上性能およびウェット性能を共に向上させる技術は未だ確立されていない。   Therefore, a technology for improving both the on-ice performance and the wet performance of the statless tire has not yet been established.

特許第5229431号公報Japanese Patent No. 5229431

本発明の目的は、スタッドレスタイヤに用いるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、氷上性能およびウェット性能を従来レベル以上に向上するようにしたゴム組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread for use in a studless tire, wherein the performance on ice and the wet performance are improved to the conventional level or more.

上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム100重量部に、シリカを20重量部以上、室温で液状の樹脂を1〜10重量部配合したゴム組成物であって、前記ジエン系ゴムが天然ゴムおよびブタジエンゴムを含有し、その平均ガラス転移温度が−60℃以下であり、前記室温で液状の樹脂が、カンフェンとフェノール化合物の付加物で、そのガラス転移温度が−10℃〜10℃であることを特徴とする。   The rubber composition for a tire tread of the present invention that achieves the above object is a rubber composition comprising 100 parts by weight of a diene rubber, 20 parts by weight or more of silica, and 1 to 10 parts by weight of a liquid resin at room temperature. The diene rubber contains natural rubber and butadiene rubber, the average glass transition temperature is −60 ° C. or lower, the liquid resin at room temperature is an adduct of camphene and a phenol compound, and the glass transition temperature is It is -10 degreeC-10 degreeC, It is characterized by the above-mentioned.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、天然ゴムおよびブタジエンゴムを含み平均ガラス転移温度が−60℃以下であるジエン系ゴムに、カンフェンとフェノール化合物の付加物からなり、ガラス転移温度が−10℃〜10℃である室温で液状の樹脂を配合するようにしたので、低温状態でのゴム硬度を柔らかく維持したまま0℃のtanδを向上させることができ、これにより氷上性能およびウェット性能のバランスを従来レベル以上に向上することができる。   The rubber composition for a tire tread of the present invention comprises a diene rubber containing natural rubber and butadiene rubber and having an average glass transition temperature of −60 ° C. or less, and an adduct of camphene and a phenol compound, and has a glass transition temperature of −10. Since liquid resin is compounded at room temperature of 10 ° C to 10 ° C, tan δ at 0 ° C can be improved while keeping the rubber hardness soft at low temperature, thereby balancing the performance on ice and the wet performance. Can be improved beyond the conventional level.

また、前記ジエン系ゴム100重量部に、架橋性オリゴマーまたはポリマーを0.3〜30重量部、平均粒子径が0.5〜50μmである3次元架橋した微粒子を0.1〜12重量部配合することが好ましく、前記架橋性オリゴマーまたはポリマーが、前記ジエン系ゴムと相溶せず、そのガラス転移温度が−50℃以下であるとよい。これにより優れたウェット性能を維持しながら氷上性能をより優れたものにすることができる。   Also, 100 to 100 parts by weight of the diene rubber contains 0.3 to 30 parts by weight of a crosslinkable oligomer or polymer and 0.1 to 12 parts by weight of three-dimensionally crosslinked fine particles having an average particle diameter of 0.5 to 50 μm. Preferably, the crosslinkable oligomer or polymer is incompatible with the diene rubber and has a glass transition temperature of −50 ° C. or lower. Thereby, the performance on ice can be made more excellent while maintaining the excellent wet performance.

さらに、前記ジエン系ゴム100重量部に、熱膨張性マイクロカプセルを0.2〜30重量部配合することが好ましい。これにより氷上性能を一層高くすることができる。   Furthermore, it is preferable that 0.2 to 30 parts by weight of thermally expandable microcapsules is blended with 100 parts by weight of the diene rubber. As a result, the performance on ice can be further enhanced.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物をトレッド部に使用した空気入りタイヤは、スタッドレスタイヤとして優れた性能を有し、とりわけ氷上性能およびウェット性能を一層向上することができる。   The pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread of the present invention in the tread portion has excellent performance as a studless tire, and can particularly improve on-ice performance and wet performance.

本発明において、使用するジエン系ゴムは、天然ゴムおよびブタジエンゴムを含み、かつこれらを主成分とする。ここで主成分にするとは、ジエン系ゴム100重量%に対し、天然ゴムおよびブタジエンゴムを合計で50重量%以上含むことを意味する。これらを主成分にすることにより、ゴム組成物の氷雪上性能を高くすることができる。天然ゴム、ブタジエンゴムの合計は、好ましくは50〜100重量%、より好ましくは70〜100重量%であるとよい。   In the present invention, the diene rubber used includes natural rubber and butadiene rubber, and contains these as main components. Here, the main component means that the total amount of natural rubber and butadiene rubber is 50% by weight or more with respect to 100% by weight of the diene rubber. By using these as main components, the performance on ice and snow of the rubber composition can be enhanced. The total of natural rubber and butadiene rubber is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 70 to 100% by weight.

本発明では、天然ゴム、ブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを配合することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム、各種のスチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム等を例示することができる。なかでもスチレンブタジエンゴムが好ましい。他のジエン系ゴムの含有量は、ジエン系ゴム100重量%中、好ましくは0〜50重量%、より好ましくは0〜30重量%であるとよい。   In the present invention, diene rubbers other than natural rubber and butadiene rubber can be blended. Examples of other diene rubbers include isoprene rubber, various styrene butadiene rubbers, butyl rubber, and ethylene-propylene-diene rubber. Of these, styrene butadiene rubber is preferred. The content of the other diene rubber is preferably 0 to 50% by weight and more preferably 0 to 30% by weight in 100% by weight of the diene rubber.

本発明では、天然ゴム、ブタジエンゴムからなるジエン系ゴムの平均ガラス転移温度が−60℃以下、好ましくは−90℃〜−60℃である。ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度を−60℃以下にすることにより、低温状態でのゴムコンパウンドのしなやかさ、柔軟性を維持して氷面に対する凝着力を高くするので、氷上性能を優れたものにすることができる。なおジエン系ゴムのガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)により20℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。また、ジエン系ゴムが油展品であるときは、油展成分(オイル)を含まない状態におけるジエン系ゴムのガラス転移温度とする。また、平均ガラス転移温度とは、各ジエン系ゴムのガラス転移温度に各ジエン系ゴムの重量分率を乗じた合計(ガラス転移温度の加重平均値)とする。なお、すべてのジエン系ゴムの重量分率の合計を1とする。   In the present invention, the average glass transition temperature of the diene rubber composed of natural rubber and butadiene rubber is −60 ° C. or lower, preferably −90 ° C. to −60 ° C. The average glass transition temperature of the diene rubber is -60 ° C or lower, maintaining the flexibility and flexibility of the rubber compound at low temperatures and increasing the adhesion to the ice surface. Can be. The glass transition temperature (Tg) of the diene rubber is measured by a differential scanning calorimetry (DSC) under a heating rate condition of 20 ° C./min, and is set as the temperature at the midpoint of the transition region. When the diene rubber is an oil-extended product, the glass transition temperature of the diene rubber in a state not containing an oil-extended component (oil) is used. The average glass transition temperature is the sum of the glass transition temperature of each diene rubber multiplied by the weight fraction of each diene rubber (weighted average value of glass transition temperature). The total weight fraction of all diene rubbers is 1.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、室温で液状の樹脂を配合することにより、低温状態でのゴムの柔らかさを維持し氷上性能を確保しながら、ウェット性能を改良することができる。ここで室温とは20℃をいう。   The rubber composition for a tire tread of the present invention can improve wet performance while blending a liquid resin at room temperature while maintaining the softness of the rubber at a low temperature and ensuring the performance on ice. Here, room temperature means 20 ° C.

室温で液状の樹脂は、カンフェンとフェノール化合物の付加物からなる。カンフェンは、下記一般式(I)で表される炭化水素である。

Figure 0006318790
The resin that is liquid at room temperature is composed of an adduct of camphene and a phenol compound. Camphene is a hydrocarbon represented by the following general formula (I).
Figure 0006318790

カンフェンとフェノール化合物の付加物からなる室温で液状の樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が−10℃〜10℃、より好ましくは−10℃〜0℃である。室温で液状の樹脂のTgをこのような範囲内にすることにより、低温状態でのゴムの柔らかさを維持し氷上性能を確保しながら、ウェット性能を改良することができる。一般に、ジエン系ゴムのTgより高いTgを有する樹脂を配合すると、ゴム組成物全体のTgが高くなり、低温下でのゴム硬度が高くなって氷上性能が低下することが懸念される。しかし、カンフェンとフェノール化合物の付加物からなる液状樹脂は、意外にもウェット性能を向上し、かつ氷上性能を高いレベルで維持することができる。その理由は、フェノール単位がシリカの分散性を向上させる作用を有し、さらにカンフェン構造がNR・BRを含むジエン系ゴムと適度に相溶することにより、ゴム組成物のしなやかさを改良するためと考えられる。これによりカンフェンとフェノール化合物の付加物からなる液状樹脂を配合しても、比較的高いTgを有するにも拘わらず、低温下でのゴム硬度の上昇を抑制することができる。したがって、優れた氷上性能を確保しながら、ウェット性能を改良することができる。なお室温で液状の樹脂のTgは、上述した方法で測定することができる。室温で液状の樹脂のガラス転移温度は、上述したジエン系ゴムと同様にして測定するものとする。   Resin that is liquid at room temperature comprising an adduct of camphene and a phenol compound has a glass transition temperature (Tg) of -10 ° C to 10 ° C, more preferably -10 ° C to 0 ° C. By setting the Tg of the liquid resin at room temperature within such a range, the wet performance can be improved while maintaining the softness of the rubber at a low temperature and ensuring the performance on ice. In general, when a resin having a Tg higher than that of the diene rubber is blended, the Tg of the entire rubber composition is increased, and the rubber hardness at a low temperature is increased, and there is a concern that the performance on ice is lowered. However, a liquid resin composed of an adduct of camphene and a phenol compound can unexpectedly improve wet performance and maintain performance on ice at a high level. The reason is that the phenol unit has the effect of improving the dispersibility of silica, and the camphene structure is appropriately compatible with the diene rubber containing NR · BR, thereby improving the flexibility of the rubber composition. it is conceivable that. As a result, even when a liquid resin composed of an adduct of camphene and a phenol compound is blended, an increase in rubber hardness at a low temperature can be suppressed despite having a relatively high Tg. Therefore, wet performance can be improved while ensuring excellent performance on ice. In addition, Tg of resin liquid at room temperature can be measured by the method mentioned above. The glass transition temperature of the resin that is liquid at room temperature is measured in the same manner as the diene rubber described above.

室温で液状の樹脂の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し、1〜10重量部、より好ましくは2〜8重量部である。室温で液状の樹脂の配合量が1重量部未満であると、ウェット性能を十分に改良することができない。また室温で液状の樹脂の配合量が10重量部を超えると、氷上性能が低下する虞がある。なお、室温で液状の樹脂は、ゴム組成物に通常配合するオイル成分の一部を置換するようにして配合することができる。   The compounding amount of the resin which is liquid at room temperature is 1 to 10 parts by weight, more preferably 2 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. If the blending amount of the liquid resin at room temperature is less than 1 part by weight, the wet performance cannot be sufficiently improved. Moreover, when the compounding quantity of liquid resin at room temperature exceeds 10 weight part, there exists a possibility that performance on ice may fall. In addition, resin liquid at room temperature can be mix | blended so that a part of oil component normally mix | blended with a rubber composition may be substituted.

室温で液状の樹脂の製造方法は特に限定されないが、例えばカンフェン1モルに対してフェノール化合物を0.1〜6モル、好ましくは0.5〜4モル使用し、酸性触媒の存在下で20〜150℃の温度で1〜10時間反応させることにより得られる。その酸性触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、三フッ化硼素もしくはその錯体、陽イオン交換樹脂、ヘテロポリ酸、活性白土等が挙げられる。その際、反応溶媒は使用しなくてもよいが、芳香族系炭化水素類、アルコール類、エーテル類等の溶媒を使用することもできる。フェノール化合物としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、プロピルフェノール、ノニルフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、メトキシフェノール、ブロモフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等が挙げられる。また、これらのフェノール化合物は、単独で使用することもでき、2種以上を混合して使用することもできる。   The method for producing a resin that is liquid at room temperature is not particularly limited. For example, 0.1 to 6 mol, preferably 0.5 to 4 mol of a phenol compound is used per mol of camphene, and 20 to 20 mol in the presence of an acidic catalyst. It is obtained by reacting at a temperature of 150 ° C. for 1 to 10 hours. Examples of the acidic catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, boron trifluoride or a complex thereof, a cation exchange resin, a heteropolyacid, and activated clay. At that time, a reaction solvent may not be used, but solvents such as aromatic hydrocarbons, alcohols, ethers and the like can also be used. Examples of the phenol compound include phenol, cresol, xylenol, propylphenol, nonylphenol, hydroquinone, resorcin, methoxyphenol, bromophenol, bisphenol A, bisphenol F, and the like. Moreover, these phenol compounds can also be used independently and can also be used in mixture of 2 or more types.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム100重量部に対し、シリカを20重量部以上配合する。シリカを配合することにより、ゴム組成物の氷上性能およびウェット性能をより優れたものにすることができる。   In the rubber composition for a tire tread of the present invention, 20 parts by weight or more of silica is blended with 100 parts by weight of the diene rubber. By compounding silica, the performance on the ice and the wet performance of the rubber composition can be further improved.

シリカの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し20重量部以上、好ましくは20〜80重量部、より好ましくは40〜80重量部にする。シリカの配合量が20重量部未満であると、氷上性能およびウェット性能を十分に改良することができない。   The amount of silica is 20 parts by weight or more, preferably 20 to 80 parts by weight, and more preferably 40 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. When the amount of silica is less than 20 parts by weight, the performance on ice and the wet performance cannot be sufficiently improved.

本発明では、シリカと共に、シランカップリング剤を配合することができる。シランカップリング剤を配合することにより、ジエン系ゴムに対するシリカの分散性を向上し、氷上性能およびウェット性能をより高くすることができる。   In this invention, a silane coupling agent can be mix | blended with a silica. By compounding the silane coupling agent, the dispersibility of silica in the diene rubber can be improved, and the on-ice performance and wet performance can be further enhanced.

シランカップリング剤の配合量は、シリカの配合量に対し好ましくは3〜15重量%を配合すると良く、より好ましくは5〜10重量%を配合すると良い。シランカップリング剤がシリカ配合量の3重量%未満であるとシリカの分散を十分に改良することができない。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の15重量%を超えるとシランカップリング剤同士が縮合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。   The blending amount of the silane coupling agent is preferably 3 to 15% by weight, more preferably 5 to 10% by weight based on the blending amount of silica. When the silane coupling agent is less than 3% by weight of the silica content, the dispersion of silica cannot be improved sufficiently. When the compounding amount of the silane coupling agent exceeds 15% by weight of the silica compounding amount, the silane coupling agents are condensed with each other, and a desired effect cannot be obtained.

シランカップリング剤の種類は、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラサルファイド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジサルファイド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等の硫黄含有シランカップリング剤を例示することができる。   The type of the silane coupling agent is not particularly limited as long as it can be used for the rubber composition containing silica. For example, bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3- Sulfur-containing silane coupling agents such as (triethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane can be exemplified. .

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴムと相溶せず、そのガラス転移温度が−50℃以下である架橋性オリゴマーまたはポリマーを、ジエン系ゴム100重量部に対し0.3〜30重量部、平均粒子径が0.5〜50μmである3次元架橋した微粒子を0.1〜12重量部配合することができる。   The rubber composition for tire treads of the present invention is not compatible with a diene rubber, and a crosslinkable oligomer or polymer having a glass transition temperature of −50 ° C. or lower is 0.3 to 100 parts by weight of the diene rubber. 30-12 parts by weight and 0.1-12 parts by weight of three-dimensionally crosslinked fine particles having an average particle size of 0.5-50 μm can be blended.

架橋性オリゴマーまたはポリマーは、ジエン系ゴムとものにする。「相溶しない」とはジエン系ゴムおよび架橋性オリゴマーまたはポリマーを構成する各成分が互いに非相溶であることをいう。   The crosslinkable oligomer or polymer is also used as a diene rubber. “Incompatible” means that the components constituting the diene rubber and the crosslinkable oligomer or polymer are incompatible with each other.

架橋性オリゴマーまたはポリマーとしては、例えばポリエーテル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、アクリル系または植物由来系の重合体またはこれらの共重合体等が例示される。   Examples of the crosslinkable oligomer or polymer include polyether-based, polyester-based, polyolefin-based, polycarbonate-based, acrylic-based or plant-based polymers or copolymers thereof.

また架橋性オリゴマーまたはポリマーは、分子間で架橋することにより、タイヤの氷上性能がより良好となる理由から、水酸基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から選択される少なくとも1つ以上の反応性官能基を有することが好ましい。   In addition, crosslinkable oligomers or polymers have a hydroxyl group, a silane functional group, an isocyanate group, a (meth) acryloyl group, an allyl group, a carboxy group, an acid because the on-ice performance of the tire becomes better by crosslinking between molecules. It preferably has at least one reactive functional group selected from the group consisting of an anhydride group and an epoxy group.

これらの反応性官能基は、架橋性オリゴマーまたはポリマーの少なくとも主鎖の末端に有するのが好ましく、主鎖が直鎖状である場合は好ましくは1.5個以上、より好ましくは2個以上有するのがよい。一方、主鎖が分岐している場合は3個以上有するのが好ましい。   These reactive functional groups are preferably at least at the end of the main chain of the crosslinkable oligomer or polymer. When the main chain is linear, it is preferably 1.5 or more, more preferably 2 or more. It is good. On the other hand, when the main chain is branched, it is preferably 3 or more.

架橋性オリゴマーまたはポリマーの重量平均分子量または数平均分子量は、好ましくは300〜30000、より好ましくは500〜25000であり、ジエン系ゴムへの分散性やゴム組成物の混練加工性が良好となり、更に架橋性オリゴマーまたはポリマー中で、後述する微粒子を調製する際の粒径や形状の調整が容易となる。ここで重量平均分子量および数平均分子量は、いずれもゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算により測定するものとする。   The weight average molecular weight or number average molecular weight of the crosslinkable oligomer or polymer is preferably 300 to 30000, more preferably 500 to 25000, and the dispersibility in the diene rubber and the kneading processability of the rubber composition are improved. In the cross-linkable oligomer or polymer, it is easy to adjust the particle size and shape when preparing the fine particles described later. Here, the weight average molecular weight and the number average molecular weight are both measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene.

架橋性オリゴマーまたはポリマーは、ガラス転移温度が好ましくは−50℃以下、より好ましくは−100℃〜−50℃、さらに好ましくは−90℃〜−60℃であるとよい。架橋性オリゴマーまたはポリマーのガラス転移温度が−50℃より高いと、氷上性能が低下する虞がある。架橋性オリゴマーまたはポリマーのガラス転移温度は、上述したジエン系ゴムと同様にして測定するものとする。   The crosslinkable oligomer or polymer preferably has a glass transition temperature of −50 ° C. or lower, more preferably −100 ° C. to −50 ° C., and still more preferably −90 ° C. to −60 ° C. When the glass transition temperature of the crosslinkable oligomer or polymer is higher than −50 ° C., the performance on ice may be deteriorated. The glass transition temperature of the crosslinkable oligomer or polymer is measured in the same manner as the diene rubber described above.

更に、架橋性オリゴマーまたはポリマーの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し、好ましくは0.3〜30重量部、より好ましくは0.5〜25重量部、更に好ましくは1〜15重量部にするとよい。架橋性オリゴマーまたはポリマーの配合量が0.3重量部未満であると、氷上性能を十分に改良することができない。また架橋性オリゴマーまたはポリマーの配合量が30重量部を超えると、ウェット性能が悪化する。   Furthermore, the compounding amount of the crosslinkable oligomer or polymer is preferably 0.3 to 30 parts by weight, more preferably 0.5 to 25 parts by weight, still more preferably 1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. It is good to make it. If the amount of the crosslinkable oligomer or polymer is less than 0.3 parts by weight, the performance on ice cannot be improved sufficiently. Moreover, when the compounding quantity of a crosslinkable oligomer or polymer exceeds 30 weight part, wet performance will deteriorate.

本発明において、架橋性オリゴマーまたはポリマーと共に好適に配合する微粒子は、3次元架橋した平均粒子径が0.5〜50μmの微粒子である。平均粒子径は、好ましくは1〜50μm、より好ましくは5〜40μmであるとよく、タイヤの表面が適度に粗くなり、氷上性能がより良好となる。ここで、平均粒子径とは、レーザー顕微鏡を用いて測定した円相当径の平均値をいい、例えばレーザー回折散乱式粒子径分布測定装置LA−300(堀場製作所社製)、レーザー顕微鏡VK−8710(キーエンス社製)などで測定することができる。   In the present invention, the fine particles suitably blended with the crosslinkable oligomer or polymer are fine particles having a three-dimensionally crosslinked average particle size of 0.5 to 50 μm. The average particle diameter is preferably 1 to 50 μm, more preferably 5 to 40 μm, and the surface of the tire becomes moderately rough and the performance on ice becomes better. Here, the average particle diameter means an average value of equivalent circle diameters measured using a laser microscope. For example, a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring apparatus LA-300 (manufactured by Horiba, Ltd.), a laser microscope VK-8710. (Manufactured by Keyence Corporation).

3次元架橋した微粒子の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し好ましくは0.1〜12重量部、より好ましくは0.3〜10重量部、更に好ましくは0.5〜10重量部であるとよい。3次元架橋した微粒子をこのような範囲内で配合することにより、タイヤトレッド用ゴム組成物の氷上性能および耐摩耗性がいずれも良好になる。   The compounding amount of the three-dimensionally crosslinked fine particles is preferably 0.1 to 12 parts by weight, more preferably 0.3 to 10 parts by weight, still more preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. There should be. By blending the three-dimensionally crosslinked fine particles within such a range, the on-ice performance and the wear resistance of the rubber composition for a tire tread are improved.

また、3次元架橋した微粒子は、予め架橋性オリゴマーまたはポリマー中において、架橋性オリゴマーまたはポリマーと相溶しないオリゴマーまたはポリマーを三次元架橋させた微粒子であるのが好ましい。これによりタイヤの氷上性能および耐摩耗性がより良好となる。したがって、架橋性オリゴマーまたはポリマーが三次元架橋させた微粒子を調製するときの溶媒として機能するとともに、これらの混合物をゴム組成物に配合する際に、架橋性オリゴマーまたはポリマーおよび三次元架橋させた微粒子の分散性を向上することができる。   The three-dimensionally crosslinked fine particles are preferably fine particles obtained by three-dimensionally cross-linking oligomers or polymers that are not compatible with the crosslinkable oligomers or polymers in advance. Thereby, the on-ice performance and the wear resistance of the tire become better. Therefore, the cross-linkable oligomer or polymer functions as a solvent when preparing three-dimensionally cross-linked fine particles, and the cross-linkable oligomer or polymer and three-dimensional cross-linked fine particles are used when blending these mixtures into the rubber composition. The dispersibility of can be improved.

三次元架橋させた微粒子としては、例えばポリカーボネート系、脂肪族系、飽和炭化水素系、アクリル系もしくは植物由来系の重合体または共重合体等により形成された微粒子が例示される。これらのうち、脂肪族系の重合体または共重合体で形成されたものが好ましく、より好ましくは液状ジエン系ポリマーである。液状ジエン系ポリマーとしては、液状ポリイソプレン、液状ポリブタジエン等が例示され、タイヤの氷上性能および耐摩耗性がより良好になる。   Examples of the three-dimensionally crosslinked fine particles include fine particles formed of a polycarbonate-based, aliphatic-based, saturated hydrocarbon-based, acrylic-based or plant-derived polymer or copolymer. Of these, those formed from aliphatic polymers or copolymers are preferred, and liquid diene polymers are more preferred. Examples of the liquid diene-based polymer include liquid polyisoprene and liquid polybutadiene, and the on-ice performance and wear resistance of the tire become better.

三次元架橋させた微粒子は、架橋性オリゴマーまたはポリマーが有する反応性官能基と異なり、かつこれらと反応しない他の反応性官能基を有することが好ましい。他の反応性官能基として、水酸基、シラン官能基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、カルボキシ基、酸無水物基およびエポキシ基からなる群から少なくとも1つ以上が選択される。ここで、シラン官能基は、いわゆる架橋性シリル基とも呼ばれ、例えば、加水分解性シリル基;シラノール基;シラノール基をアセトキシ基誘導体、エノキシ基誘導体、オキシム基誘導体、アミン誘導体などで置換した官能基等が挙げられる。   The three-dimensionally crosslinked fine particles preferably have other reactive functional groups that are different from the reactive functional groups of the crosslinkable oligomer or polymer and do not react with these. As the other reactive functional group, at least one or more is selected from the group consisting of a hydroxyl group, a silane functional group, an isocyanate group, a (meth) acryloyl group, an allyl group, a carboxy group, an acid anhydride group, and an epoxy group. Here, the silane functional group is also called a so-called crosslinkable silyl group, for example, a hydrolyzable silyl group; a silanol group; a functional group in which the silanol group is substituted with an acetoxy group derivative, an enoxy group derivative, an oxime group derivative, an amine derivative, or the like. Groups and the like.

また、三次元架橋させた微粒子の重量平均分子量または数平均分子量は特に限定されないが、1000〜100000であるのが好ましく、3000〜60000であるのがより好ましい。これにより、その粒子径と架橋密度が適度になり、タイヤの氷上性能がより良好になる。ここで、重量平均分子量または数平均分子量は、いずれもゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算により測定するものとする。   The weight average molecular weight or number average molecular weight of the three-dimensionally crosslinked fine particles is not particularly limited, but is preferably 1000 to 100,000, and more preferably 3000 to 60000. Thereby, the particle diameter and the crosslinking density become appropriate, and the performance on ice of the tire becomes better. Here, both weight average molecular weight or number average molecular weight shall be measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene.

三次元架橋させた微粒子を架橋性オリゴマーまたはポリマー中で調製する方法は、例えば、微粒子の構成材料が有する反応性官能基を利用して三次元架橋する方法等が挙げられる。具体的には、上述した他の反応性官能基を有する構成材料と、水、触媒および他の反応性官能基と反応する官能基を有する化合物からなる群から選択される少なくとも1種の成分を反応させて三次元架橋させる方法等が挙げられる。このとき、界面活性剤、乳化剤、分散剤、シランカップリング剤等の添加剤を用いて調製するのが好ましい。   Examples of the method of preparing the three-dimensionally crosslinked fine particles in the crosslinkable oligomer or polymer include a method of three-dimensional crosslinking using a reactive functional group of the constituent material of the fine particles. Specifically, at least one component selected from the group consisting of a constituent material having another reactive functional group described above and a compound having a functional group that reacts with water, a catalyst, and another reactive functional group. The method of making it react and carrying out three-dimensional crosslinking etc. are mentioned. At this time, it is preferable to prepare using additives, such as surfactant, an emulsifier, a dispersing agent, a silane coupling agent.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム100重量部に対し、熱膨張性マイクロカプセルを好ましくは0.2〜30重量部配合することができる。熱膨張性マイクロカプセルを配合することにより、氷上性能を一層向上することができる。   The rubber composition for a tire tread of the present invention can contain 0.2 to 30 parts by weight of thermally expandable microcapsules with respect to 100 parts by weight of diene rubber. The performance on ice can be further improved by blending the thermally expandable microcapsules.

熱膨張性マイクロカプセルの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し、より好ましくは0.5〜25重量部、さらに好ましくは1〜20重量部にするとよい。熱膨張性マイクロカプセルの配合量が0.2重量部未満であると加硫時に熱膨張性マイクロカプセルが膨張した中空粒子(マイクロカプセルの殻)の容積が不足し、氷上性能を十分に改良することができない。また熱膨張性マイクロカプセルの配合量が30重量部を超えると、ゴム組成物の耐摩耗性能が悪化する虞がある。   The amount of the thermally expandable microcapsule is preferably 0.5 to 25 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. When the amount of the thermally expandable microcapsule is less than 0.2 parts by weight, the volume of the hollow particles (microcapsule shell) in which the thermally expandable microcapsule expanded during vulcanization is insufficient, and the performance on ice is sufficiently improved. I can't. Moreover, when the compounding quantity of a thermally expansible microcapsule exceeds 30 weight part, there exists a possibility that the abrasion resistance performance of a rubber composition may deteriorate.

熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂で形成された殻材中に、熱膨張性物質を内包した構成からなる。このため未加硫タイヤを加硫成形するとき、ゴム組成物中に分散したマイクロカプセルが加熱されると、殻材に内包された熱膨張性物質が膨張して殻材の粒径を大きくし、トレッドゴム中に多数の中空粒子を形成する。これにより、氷の表面に発生する水膜を効率的に吸収除去すると共に、ミクロなエッジ効果が得られるため、氷上性能を向上させる。また、マイクロカプセルの殻材は、トレッドゴムより硬いためトレッド部の耐摩耗性を高くすることができる。熱膨張性マイクロカプセルの殻材はニトリル系重合体により形成することができる。   The thermally expandable microcapsule has a configuration in which a thermally expandable substance is encapsulated in a shell formed of a thermoplastic resin. For this reason, when vulcanizing and molding an unvulcanized tire, if the microcapsules dispersed in the rubber composition are heated, the thermally expandable substance contained in the shell material expands to increase the particle size of the shell material. A large number of hollow particles are formed in the tread rubber. As a result, the water film generated on the surface of the ice is efficiently absorbed and removed, and a micro edge effect is obtained, thereby improving the performance on ice. In addition, since the shell material of the microcapsule is harder than the tread rubber, the wear resistance of the tread portion can be increased. The shell material of the thermally expandable microcapsule can be formed of a nitrile polymer.

またマイクロカプセルの殻材中に内包する熱膨張性物質は、熱によって気化又は膨張する特性をもち、例えば、ノルマルアルカン、イソアルカン等の炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも1種が例示される。イソアルカンとしては、イソブタン、イソペンタン、2−メチルペンタン、2−メチルヘキサン、2,2,4−トリメチルペンタン等を挙げることができ、ノルマルアルカンとしては、n−ブタン、n−プロパン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等を挙げることができる。これらの炭化水素は、それぞれ単独で使用しても複数を組み合わせて使用してもよい。熱膨張性物質の好ましい形態としては、常温で液体の炭化水素に、常温で気体の炭化水素を溶解させたものがよい。このような炭化水素の混合物を使用することにより、未加硫タイヤの加硫成形温度領域(150〜190℃)において、低温領域から高温領域にかけて十分な膨張力を得ることができる。   Moreover, the thermally expansible substance included in the shell material of the microcapsule has a property of being vaporized or expanded by heat, and examples thereof include at least one selected from the group consisting of hydrocarbons such as normal alkane and isoalkane. Examples of isoalkanes include isobutane, isopentane, 2-methylpentane, 2-methylhexane, 2,2,4-trimethylpentane, and examples of normal alkanes include n-butane, n-propane, n-hexane, Examples thereof include n-heptane and n-octane. These hydrocarbons may be used alone or in combination. As a preferable form of the thermally expandable substance, a substance obtained by dissolving a hydrocarbon which is gaseous at normal temperature in a hydrocarbon which is liquid at normal temperature is preferable. By using such a mixture of hydrocarbons, a sufficient expansion force can be obtained from the low temperature region to the high temperature region in the vulcanization molding temperature region (150 to 190 ° C.) of the unvulcanized tire.

タイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカ以外の他の充填剤を配合することができる。他の充填剤としては、例えばカーボンブラック、タルク、クレー、アルミナ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウム、マイカ等を例示することができる。なかでもカーボンブラックが好ましい。他の充填剤を配合することによりゴムの強度を高くし耐摩耗性能を良好にすることができる。他の充填剤の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し好ましくは4〜80重量部、より好ましくは10〜60重量部にするとよい。   The rubber composition for tire tread can mix | blend fillers other than a silica. Examples of other fillers include carbon black, talc, clay, alumina, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, titanium oxide, calcium sulfate, and mica. Of these, carbon black is preferred. By blending other fillers, the strength of the rubber can be increased and the wear resistance can be improved. The blending amount of the other filler is preferably 4 to 80 parts by weight, more preferably 10 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.

タイヤトレッド用ゴム組成物には、上述した充填剤以外にも、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができる。かかる添加剤は一般的な方法で混練して未加硫のゴム組成物とし、これを加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。このようなゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。   In addition to the fillers described above, tire rubber compositions for tire tread are generally used for tire rubber compositions such as vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, plasticizers, processing aids, etc. Various additives can be blended. Such an additive can be kneaded by a general method to form an unvulcanized rubber composition, which can be used for vulcanization or crosslinking. As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used. Such a rubber composition can be produced by mixing each of the above components using a known rubber kneading machine, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll or the like.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物はスタッドレスタイヤのトレッド部を構成するのに好適である。このように構成されたトレッド部は、氷上性能およびウェット性能を従来レベル以上に向上することができる。   The rubber composition for a tire tread of the present invention is suitable for constituting a tread portion of a studless tire. The tread portion configured as described above can improve the performance on ice and the wet performance to a level higher than the conventional level.

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, the scope of the present invention is not limited to these Examples.

合成例1(カンフェンとフェノール化合物の付加物の調製)
温度計、撹拌装置、滴下ロート及び冷却管を備えた4つ口フラスコに、フェノール188g(2モル)、強酸性陽イオン交換樹脂4g仕込んだ後、100℃の温度に保持しながら、カンフェン272g(2モル)を3時間かけて滴下し、その後3時間撹拌し反応させた。次いで、該混合液から、ろ過によって陽イオン交換樹脂を除き、得られた反応液を10mmHgの減圧条件下蒸留を行い、沸点145℃〜155℃の留分360gを得た。得られた留分は、数平均分子量(Mn)は230、ガラス転移点は−6℃を示した。
Synthesis Example 1 (Preparation of adduct of camphene and phenol compound)
Into a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel and a condenser tube was charged 188 g of phenol (2 mol) and 4 g of a strongly acidic cation exchange resin, and then maintained at a temperature of 100 ° C., 272 g of camphene ( 2 mol) was added dropwise over 3 hours, followed by stirring for 3 hours for reaction. Subsequently, the cation exchange resin was removed from the mixed solution by filtration, and the obtained reaction solution was distilled under a reduced pressure of 10 mmHg to obtain 360 g of a fraction having a boiling point of 145 ° C. to 155 ° C. The obtained fraction had a number average molecular weight (Mn) of 230 and a glass transition point of −6 ° C.

表3に示す配合剤を共通配合とし、表1、2に示す配合からなる20種類のゴム組成物(標準例、実施例1〜9、比較例1〜10)を、硫黄、加硫促進剤、熱膨張性マイクロカプセルを除く成分を1.8Lの密閉型ミキサーで5分間混練し放出・冷却し、これに硫黄、加硫促進剤、熱膨張性マイクロカプセルを加えてオープンロールで混合することにより調製した。なお表3に記載した各配合剤の配合量は、表1,2に記載したジエン系ゴム100重量部に対する重量部で示した。3次元架橋した微粒子を含む架橋性ポリマーの配合量を、表1,2の「微粒子含有架橋性ポリマー」の欄に記載し、その下段の括弧内に3次元架橋した微粒子の量を記載した。また各実施例、比較例のゴム組成物が含有するジエン系ゴムの平均ガラス転移温度(Tg)を表1,2に記載した。   20 types of rubber compositions (standard examples, Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 10) composed of the compounding agents shown in Tables 1 and 2 are used as a common compounding agent shown in Table 3, sulfur, and a vulcanization accelerator. In addition, the components excluding the heat-expandable microcapsules are kneaded for 5 minutes with a 1.8 L closed mixer, discharged and cooled, and added with sulfur, a vulcanization accelerator, and the heat-expandable microcapsules and mixed with an open roll. It was prepared by. In addition, the compounding quantity of each compounding agent described in Table 3 was shown by the weight part with respect to 100 weight part of diene rubber described in Table 1,2. The compounding amount of the crosslinkable polymer containing the three-dimensionally crosslinked fine particles is described in the column of “fine particle-containing crosslinkable polymer” in Tables 1 and 2, and the amount of the three-dimensionally crosslinked fine particles is described in parentheses at the bottom. Tables 1 and 2 show the average glass transition temperatures (Tg) of the diene rubbers contained in the rubber compositions of Examples and Comparative Examples.

得られた20種類のゴム組成物を所定の金型中で、170℃で10分間プレス加硫してタイヤトレッド用ゴム組成物からなる加硫ゴム試験片を作成した。得られた加硫ゴム試験片の氷上性能を下記に示す方法により評価した。   Twenty kinds of obtained rubber compositions were press vulcanized in a predetermined mold at 170 ° C. for 10 minutes to prepare vulcanized rubber test pieces made of a tire tread rubber composition. The performance on ice of the obtained vulcanized rubber test piece was evaluated by the method shown below.

氷上性能
得られた加硫ゴム試験片を偏平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて、測定温度−1.5℃、荷重5.5kg/cm3、ドラム回転速度25km/hの条件で氷上摩擦係数を測定した。得られた氷上摩擦係数を、標準例の値を100とする指数にして、表1,2の「氷上性能」の欄に示した。この指数値が大きいほど氷上摩擦力が大きく氷上性能が優れることを意味する。
On-ice performance The obtained vulcanized rubber test piece was affixed to a flat columnar base rubber and measured using an inside drum type on-ice friction tester at a measurement temperature of -1.5 ° C, a load of 5.5 kg / cm 3 , and a drum rotation. The friction coefficient on ice was measured at a speed of 25 km / h. The obtained coefficient of friction on ice was shown in the column of “performance on ice” in Tables 1 and 2 as an index with the value of the standard example as 100. A larger index value means a greater frictional force on ice and better performance on ice.

ウェット性能
得られた加硫ゴム試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hzで測定し、温度0℃におけるtanδを算出した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数で表わし表1,2の「ウェット性能」の欄に示した。この指数が大きいほどウェット制動性能が優れることを意味する。
Wet performance The dynamic viscoelasticity of the obtained vulcanized rubber test piece was measured using a viscoelasticity spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. at an initial strain of 10%, an amplitude of ± 2%, and a frequency of 20 Hz. Tan δ was calculated. The obtained results are expressed as an index with the value of the standard example being 100, and are shown in the “Wet performance” column of Tables 1 and 2. A larger index means better wet braking performance.

Figure 0006318790
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表1,2において、使用した原材料の種類を下記に示す。
・NR:天然ゴム、RSS#3
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol BR1220
・SBR:スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol 1502
・カーボンブラック:東海カーボン社社製シーストKH
・シリカ:日本シリカ社社製Nipsil AQ
・カップリング剤:硫黄含有シランカップリング剤、デグサ社製Si69
・樹脂成分1:合成例1で製造したカンフェンとフェノール化合物の付加物からなる室温で液状のテルペン樹脂、ガラス転移温度(Tg)が−6.0℃
・樹脂成分2:室温で液状のテルペン樹脂、Tgが−53℃、ヤスハラケミカル社製YSレジンPX200
・樹脂成分3:室温で液状のテルペン樹脂、Tgが−38℃、ヤスハラケミカル社製ダイマロン
・樹脂成分4:室温で液状のクマロンインデン樹脂、Tgが−13℃、RUTGERS社製NOVARES C30
・樹脂成分5:室温で固体のテルペン樹脂、Tgが30℃、ヤスハラケミカル社製YSレジンPX800
・マイクロカプセル:松本油脂製薬社製松本油脂製薬社製熱膨張性マイクロカプセル(マイクロスフェアF100)
・アロマオイル:昭和シェル石油社製エクストラクト4号S
・微粒子含有架橋性ポリマー:以下の調製方法により得られた3次元架橋した微粒子を含む架橋性ポリマー
In Tables 1 and 2, the types of raw materials used are shown below.
・ NR: Natural rubber, RSS # 3
BR: Butadiene rubber, Nippon Zeon BR1220
SBR: styrene butadiene rubber, Nipol 1502 manufactured by Nippon Zeon
・ Carbon black: Seast KH manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
Silica: Nippon Sil AQ manufactured by Nippon Silica
Coupling agent: Sulfur-containing silane coupling agent, Si69 manufactured by Degussa
Resin component 1: A terpene resin which is liquid at room temperature and is composed of an adduct of camphene and a phenol compound produced in Synthesis Example 1, has a glass transition temperature (Tg) of −6.0 ° C.
Resin component 2: liquid terpene resin at room temperature, Tg of −53 ° C., YS resin PX200 manufactured by Yashara Chemical Co., Ltd.
Resin component 3: Terpene resin that is liquid at room temperature, Tg is −38 ° C., Dimaron manufactured by Yashara Chemical Co., Ltd. Resin component 4: Coumarone indene resin that is liquid at room temperature, Tg is −13 ° C., NOVARES C30 manufactured by RUTGERS
Resin component 5: terpene resin that is solid at room temperature, Tg of 30 ° C., YS resin PX800 manufactured by Yasuhara Chemical
-Microcapsule: Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. thermally expandable microcapsule (Microsphere F100)
Aroma oil: Showa Shell Sekiyu Extract 4S
Fine particle-containing crosslinkable polymer: a crosslinkable polymer containing three-dimensionally crosslinked fine particles obtained by the following preparation method

<微粒子含有架橋性ポリマーの調製>
マレイン酸変性液状ポリイソプレンゴム(クラプレンLIR−403、数平均分子量:34000、クラレ社製)200gと、プロセスオイル(ダイアナプロセスオイルPS−32、出光興産社製)120gと、オキサゾリジン化合物(ハードナーOZ、住化バイエルウレタン社製)16gと、加水分解性シリル基末端ポリオキシプロピレングリコール(MSポリマーS810、カネカ社製)1600gと、水5gとを、同芯二軸ミキサー(井上製作所社製)で、低速36rpm、高速ディスパー600rpmにて、1時間撹拌した。
<Preparation of fine particle-containing crosslinkable polymer>
200 g of maleic acid-modified liquid polyisoprene rubber (Kuraprene LIR-403, number average molecular weight: 34000, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), 120 g of process oil (Diana Process Oil PS-32, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), oxazolidine compound (Hardener OZ, 16 g of Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., 1600 g of hydrolyzable silyl group-terminated polyoxypropylene glycol (MS polymer S810, Kaneka Corp.), and 5 g of water, with a concentric twin screw mixer (Inoue Seisakusho Co., Ltd.) The mixture was stirred for 1 hour at a low speed of 36 rpm and a high speed disper of 600 rpm.

次いで、これに、プルロニック型非イオン界面活性剤(ニューポールPE−64、三洋化成工業社製)6gと、アミノシラン(A1110、日本ユニカー社製)6gとを添加し、さらに、低速36rpm、高速ディスパー2000rpmで30分間撹拌して、ペースト状生成物を調製した。   Next, 6 g of a pluronic type nonionic surfactant (New Pole PE-64, manufactured by Sanyo Chemical Industries) and 6 g of aminosilane (A1110, manufactured by Nihon Unicar) are added thereto, and further, a low speed of 36 rpm and a high speed disperser are added. A paste-like product was prepared by stirring at 2000 rpm for 30 minutes.

このペースト状生成物を、レーザー顕微鏡VK−8710(株式会社キーエンス製)を用いて観察すると、粒子径0.5〜10μmの微粒子(骨格:ポリイソプレン,架橋:アミドエステル結合)が生成し、加水分解性シリル基末端ポリオキシプロピレングリコール中に分散していることが確認できた。また、この画像を画像処理し、3Dプロファイリングした結果、ペースト状生成物中の微粒子の含有量(質量%)は約11%であった。   When this pasty product is observed using a laser microscope VK-8710 (manufactured by Keyence Corporation), fine particles (skeleton: polyisoprene, cross-linking: amide ester bond) having a particle diameter of 0.5 to 10 μm are formed, and water is added. It was confirmed that it was dispersed in the decomposable silyl group-terminated polyoxypropylene glycol. Further, as a result of image processing and 3D profiling of this image, the content (% by mass) of fine particles in the pasty product was about 11%.

Figure 0006318790
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なお、表3において、使用した原材料の種類を下記に示す。
・酸化亜鉛:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
・ステアリン酸:日油社製ビーズステアリン酸
・老化防止剤1:フレクシス社製サントフレックス 6PPD
・老化防止剤2:大内新興化学工業社製ノクラック224
・硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤:大内新興化学工業社製ノクセラーCZ−G
In Table 3, the types of raw materials used are shown below.
-Zinc oxide: 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.-Stearic acid: Bead stearic acid manufactured by NOF Corporation-Anti-aging agent 1: Santoflex 6PPD manufactured by Flexsys
Anti-aging agent 2: Nocrack 224 manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
・ Sulfur: Fine powder sulfur with Jinhua seal oil manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. ・ Vulcanization accelerator: Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinsei Chemical

表1から明らかなように実施例1〜9のタイヤトレッド用ゴム組成物は、氷上性能およびウェット性能を従来レベル以上に向上することが確認された。   As is clear from Table 1, it was confirmed that the rubber compositions for tire treads of Examples 1 to 9 improved the performance on ice and the wet performance to the conventional level or more.

比較例1のゴム組成物は、室温で液状の樹脂を配合しなかったので、ウェット性能が劣る。比較例2のゴム組成物は、ジエン系ゴムのTgが−60℃より高いので氷上性能が劣る。比較例3のゴム組成物は、シリカの配合量が20重量部未満であるので、氷上性能が劣る。   Since the rubber composition of Comparative Example 1 did not contain a liquid resin at room temperature, the wet performance was inferior. The rubber composition of Comparative Example 2 has poor performance on ice because the Tg of the diene rubber is higher than −60 ° C. The rubber composition of Comparative Example 3 has inferior performance on ice because the compounding amount of silica is less than 20 parts by weight.

比較例4,5〜6のゴム組成物は、樹脂成分2,3が、カンフェンとフェノール化合物の付加物ではなく、かつそのTgが−10℃より低いので、ウェット性能が劣る。比較例7,8のゴム組成物は、樹脂成分4が、カンフェンとフェノール化合物の付加物ではないので、氷上性能が劣る。   In the rubber compositions of Comparative Examples 4 and 5-6, the resin components 2 and 3 are not adducts of camphene and a phenol compound, and their Tg is lower than −10 ° C., so that the wet performance is inferior. The rubber compositions of Comparative Examples 7 and 8 have poor performance on ice because the resin component 4 is not an adduct of camphene and a phenol compound.

比較例9のゴム組成物は、樹脂成分5が、カンフェンとフェノール化合物の付加物ではなく、かつそのTgが10℃より高いので、氷上性能が劣る。比較例10のゴム組成物は、樹脂成分1の配合量が10重量部を超えるので、氷上性能が劣る。   In the rubber composition of Comparative Example 9, since the resin component 5 is not an adduct of camphene and a phenol compound, and its Tg is higher than 10 ° C., the performance on ice is inferior. Since the compounding quantity of the resin component 1 exceeds 10 weight part, the performance on ice of the rubber composition of the comparative example 10 is inferior.

Claims (4)

ジエン系ゴム100重量部に、シリカを20重量部以上、室温で液状の樹脂を1〜10重量部配合したゴム組成物であって、前記ジエン系ゴムが天然ゴムおよびブタジエンゴムを含有し、その平均ガラス転移温度が−60℃以下であり、前記室温で液状の樹脂が、カンフェンとフェノール化合物の付加物で、そのガラス転移温度が−10℃〜10℃であることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。   A rubber composition comprising 20 parts by weight or more of silica and 1 to 10 parts by weight of a liquid resin at room temperature in 100 parts by weight of a diene rubber, wherein the diene rubber contains natural rubber and butadiene rubber, An average glass transition temperature is −60 ° C. or lower, and the resin that is liquid at room temperature is an adduct of camphene and a phenol compound, and its glass transition temperature is −10 ° C. to 10 ° C. Rubber composition. 前記ジエン系ゴム100重量部に、架橋性オリゴマーまたはポリマーを0.3〜30重量部、平均粒子径が0.5〜50μmである3次元架橋した微粒子を0.1〜12重量部配合すると共に、前記架橋性オリゴマーまたはポリマーが、前記ジエン系ゴムと相溶せず、そのガラス転移温度が−50℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。   While blending 100 to 30 parts by weight of the diene rubber with 0.1 to 30 parts by weight of a crosslinkable oligomer or polymer and 0.1 to 12 parts by weight of three-dimensionally crosslinked fine particles having an average particle size of 0.5 to 50 μm. The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein the crosslinkable oligomer or polymer is incompatible with the diene rubber and has a glass transition temperature of -50 ° C or lower. 前記ジエン系ゴム100重量部に、熱膨張性マイクロカプセルを0.2〜30重量部配合したことを特徴とする請求項1または2に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。   The rubber composition for a tire tread according to claim 1 or 2, wherein 0.2 to 30 parts by weight of thermally expandable microcapsules is blended with 100 parts by weight of the diene rubber. 請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物でトレッド部を形成したスタッドレスタイヤ。   The studless tire which formed the tread part with the rubber composition for tire treads in any one of Claims 1-3.
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